| 摘要：随着社会的不断发展，越来 越多的新技术在铁路系统中得到 了较好的应用。单片机技术是一 项近些年发展较快并且备受关注 的技术，在铁路信号系统中的应 用也已经十分广泛。本文中笔者 将对单片机技术在铁路信号一品 自动闭塞系统中的解调移频信号 的作用进行分析，从而对系统正 确接收信号、提取低频脉冲、调 制信号、有效抑制轨道电路干扰 等果方面的功能进行罗列，并对 其信噪比进行分析，以期能够更 好的推进单片机技术在铁路移频 自动闭塞系统中的运用，促进铁 路系统的进一步发展。 【关键词】铁路 移频自动闭塞 单片机 应用 音频自动闭塞系统是由轨道电路、接收设 备和发送设备共同组成的，其中，发射设备主 要是通过本信号点的信号产生低频信号方波， 平调制相应的移频信号，接收设备则通过对接 收到的移频信号进行处理，在解调后整理出低 频信息，根据信号来控制本区段的信号灯状态。 早期的移频信号自动闭塞系统一般采用器件分 离的方法，不仅故障率较高，而且体积较大， 对干扰的抵抗能力差。现如今，在集成电路的 发展下，电路技术有了很大的改进，移频信号 产生了多种多样的解调方法。单片机技术就是 如今发展较广的一种移频自动闭塞发送设备系 统的应用，对移频自动闭塞系统的组成环路进 行了数字化和集成化的改进，在体积和成本方 面有很大的改善，并且在可靠性方面有所提升。 下面将对单片机技术进行进一步的介绍。 1 系统组成 在单片机参与的移频解调系统一般包含 单独的输出和输入通道，在核心单片机的带痛 下，输入通道将电路接收的移频信号进行放大 和损耗处理，将产生的正弦恒定信号送入锁相 环路，并在环路中通过整形和滤波作用得到低 频信号的方波脉冲，单片机在接到信号后对方 波脉冲的频率进行测定并找到相应的控制信号 并送出，在输出通道的传递下对信号灯的显示 进行控制。 2 单片机及低频信息编码电路 单片机通过对低功耗集成电路的选用， 与内部自带的RAM 相结合，实现与集成电路 的兼容，并且还具有保护和存储功能，能够有 效的防止外来入侵对程序的非法拷贝。然后再 对数据总线进行读入，并将结果放到内部的 RAM 单元中，产生低频控制编码。通过此低 频控制编码产生输出控制字，从而控制低频信 号通道产生信号。单片机在产生移频信号和对 低频信号进行控制的同时还要测量低频信号的 频率，并将其与低频控制编码进行比对，从而 对输出低频频率进行验证。 3 单片机技术用于铁路移频自动闭塞系 统 本文中研究的单片机移频自动闭塞系统 主要有五部分构成，分别为：微处理器电路、 发送电路、接收电路、电源、低频和移频信号 形成通道。 3.1 微处理器电路 微处理器电路是由光电隔离、自动复位、 时钟发生器、安全门、发送编码器以及两片单 片机共同组成的。单片机通过主处理器和副处 理器形成了双击冗余结构，所有发送来的信号 都由主处理器和副处理器同时收集并编译，主 处理器通过发送编码器进行编码指令的发出， 其输出的结论和状态由主、副两处理器同时进 行校核，只有结论一样才能够输出脉冲信号， 通过安全门产生受控电源，发动到电路中执行 相应的电路任务。 3.2 发送电路 发送电路由断丝防护电路、受控电源、 正弦滤波器、信号编码以及移频电压放大器共 同组成。发送电路在发送编码器的作用下将正 弦滤波器转化成正弦波，并在送入轨道之前进 行功率放大。受控电源将脉冲进行放大并产生 特定电压的电源，为信号继电器和放大器供电， 根据信号继电器的条件将特定的编码信息传递 到处理器中。 3.3 接收电路 接收电路由继电器驱动电路、双门限整 形器、谐振槽路以及安全门共同构成，移频信 号在谐振槽路的作用下进入双门限整形器的两 个输入端，在整形后成为相位相反但频率相同 的移频信号，进入安全门后形成移频脉冲，并 送入处理器当中进行编译，之后输出脉冲到动 作继电器和驱动电路，信号继电器在受控电源 供电的前提下进行相应的动作。 3.4 电源 电源主要由直流变换器、停振检测、触发 式开关电源以及偏压发生器构成。直流变换器 的输出电压为5V 或12V，并未处理器和接收 电路供电。电源则为直流变换和功放电路提供 24V 的电压并供电。偏压发生器和停振检测在 开关振荡信号的驱动下制造出动态电源，保证 直流变换器在开关电源出现故障时也能无电正 常工作。 3.5 低频和移频信号形成通道 在单片机的作用下，低频和移频信号形 成通道对其所需的信号进行控制。内部定时器 配合低频信号的产生，定时器工作在分频器的 方式下。单片机将所需的技术初值和控制字通 过技术总线送入相应位置。为了进一步保证移 频信号的上下边切换连续性，输出移频信号经 8 分频、光耦隔离后由低通滤波器变换为同频 率的正弦信号再经过功率放大后输出。 4 结论 单片机结合集成锁相环路能够有效的改 善移频自动闭塞系统的接受设备，在成本和体 积方面带来很大的改观，在安全性、可靠性以 及故障检测方面表现出优越性。本文中，重点 对单片机技术用于铁路移频自动闭塞系统的方 式进行了阐述，对其的重要组成部分进行剖析， 以期能够更好的促进其在这一领域的发展。相 信在也内的不断研究和探索下，单片机技术一 定会在铁路信号系统和整个铁路系统中得到更 大的发展空间。 参考文献 [1] 向军. 自动闭塞系统移频信号的锁相环解 调[J]. 西南交通大学学报,2004(06). [2] 高峰, 樊文侠. 基于测宽法的轨道移 频信号检测的仿真分析[J]. 科技广 场,2009(05). [3] 叶平. 铁路轨道电路的变革与将来—— CTCS2 和CTCS3 级列车控制系统区 间闭塞信号设备的变化[J]. 科技资 讯,2010(23). [4] 杜丽霞, 侯斌, 李积英. 基于智能化的移 频电码化接口装置的设计分析[J]. 自动 化与仪器仪表,2009(02). [5] 黄鹏翔. 京九线18 信息移频自动闭 塞系统的分析研究[J]. 中国铁道科 学,2001(04). 作者单位 百色百矿集团有限公司 广西壮族自治区百色 市 533000 |
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